am Beispiel:
Ökosystem Wald

Im Wald wirken so viele einzelne Elemente aufeinander, dass von einem hochvernetzten System gesprochen wird.

Vögel und Raupen, Blätter und Raupen, Wurzeln und Nährstoffe im Boden sowie der Waldboden mit seinen Kleinlebewesen sind selbst schon wieder - getrennt vom Ganzen - beobachtbare Untersysteme.

Systemgrenzen werden also durch den Zweck (Sinn) der Beobachtung festgelegt. Der Zweck kann u.a. sein, Zusammenhänge in ihrem zeitlichen Ablauf zu messen oder Unter-Systeme in ihrem Verhalten zu erkennen, um sie dann "managen" zu können.

Weitere Abstraktionen

Vögel, Raupen, Blätter, Bakterien ... befinden sich immer in einem ganz bestimmten Zustand (Kästen). Es sind die Zustandsgrößen oder Bestandsgrößen des Systems, die ein momentanes Volumen oder Gewicht besitzen, das sich aber mit der Zeit ändert. Der Vogel frisst u.a. Raupen. Der Baum nimmt u.a. über die Wurzeln Stoffe aus dem Boden, Licht von der Sonne und Wasser aus den Wolken auf.
Licht und Regen wirken von außen auf das System ein. Es sind exogene Größen. Aber bei noch so viel "Nahrung" gibt es für Vögel oder Raupen eine individuelle Größe, die die Zu- oder Abnahme bestimmt. Solche Größen heißen dann Raten (etwa: Wachstumsrate oder Sterberate).

Abstrakte Definition
eines Systems

Noch 1885 modellierte der Dorfschullehrer F. Junge in seinem Buch 'Der Dorfteich als Lebensgemeinschaft' den Teich wie folgt: ..."Betrachten wir den Teich als Ganzes. Wie das Tier aus einzelnen Organen besteht, die in ihrer Gesamtheit das ganze Wesen darstellen, wie in ähnlicher Weise die Pflanze in einzelne Organe gegliedert ist: so hat auch der Teich seine Glieder. Diese sind die Tiere, die Pflanzen und das Unorganisierte. Insofern bilden alle eine Einheit." Sein Modell vom Teich war die romantisch aufgeladene Metapher einer Lebensgemeinschaft, die auch heute noch vielfach unter Naturfreunden und Naturfotografen genutzt wird.

<< A. Dürer: "Das große Rasenstück."

1936 führte der Biologe Arthur Tansley den Begriff des Öko-Systems ein: „Das Ganze konstituiert sich aus grundlegenden Einheiten durch Rückkopplung“. Seine Forschungsfragen bezogen sich damals noch darauf, wie ein Öko-System Nahrung in Energie umsetzt, wie es die Sonnenenergie optimal ausnutzt oder wie es sein dynamisches Gleichgewicht hält.

Heute beginnt die „heile Welt“ der sich selbst regulierenden Ökosysteme zu kippen. Daher werden in unserer Zeit, um Ökosysteme managen zu können, Modelle von Ökosystemen auf dem „Computer“ abgebildet und dann simuliert. Dabei geht es dann um die Beantwortung der Frage, wie etwa bei einem gewissen wirtschaftlichen Wachstum zur Sicherung des Wohlstandes gleichzeitig möglichst viele Technikfolgen vermieden werden können.

Eigenschaften von Systemen

Ein System heißt:

... dynamisch, wenn die Zustandsgrößen sich im Laufe der Zeit verändern, wie dies etwa beim Wachsen von Populationen der Fall ist.

... kontinuierlich oder stetig, wenn sich die Zustandsgrößen kontinuierlich - in beliebig kleinen Zeitabschnitten - verändern, wie dies etwa bei der Amplitude eines Pendels der Fall ist.

... determiniert, wenn die Zustandsgrößen bei identischen Wiederholungen dieselben Werte oder immer wieder einen Grenzwert annehmen, wie dies etwa beim Wetter der Fall ist.

... stabil, wenn bei "normalen" Änderungen von Parametern das System nicht "kippt", wie dies etwa beim Herzschlag der Fall sein sollte.

• Es gibt viele weitere Beispiele für Systeme; etwa in der Biologie die Ökosysteme Teich, Acker, Müllhalde, Industriebrache, Feldrain usw. Versucht hierzu ein einfaches Wortmodell.
• Diskutiert miteinander weitere Ökosysteme und Systeme u.a. aus der Physik (gekoppelte Pendel, Sender und Empfänger beim Fernsehen, Sterngalaxie, Wolke, ...), aus der Chemie (Mischung von Flüssigkeiten, DNA, Enzym, ...), aus der Technik (Kühlturm, Wolkenkratzer, Brücke, Staubsauger, Auto, ...) aus der Soziologie (Familie, Dorf, Staat, Kirchengemeinde, Schulklasse, Firma, ...), aus der Wirtschaft (Außenhandel, Geld, Nachfrage/Preis, Käufer, ...) und aus vielen weiteren Wissenschaften.
• Versucht einige dieser Systeme zu skizzieren und Aussagen über Zustandsgrößen und Parameter sowie über Untersysteme und exogene Größen zu machen.
• Welche Eigenschaften haben die von euch diskutierten System.